鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用分析

鄒增富

（四川路航建設(shè)工程有限責任公司，四川成都 610000）

0 引言

隨著社會的發(fā)展，公路橋梁成為城市交通體系的重要組成部分，建設(shè)數(shù)量不斷增加。鉆孔灌注樁施工技術(shù)是公路橋梁施工中的基礎(chǔ)工藝，有助于增強橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載能力，滿足公路橋梁后期安全運營的需求。但是在應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時，還應(yīng)結(jié)合公路橋梁項目的實際情況，合理設(shè)計鉆孔灌注樁施工方案，同時加強施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，確保項目質(zhì)量符合國家公路橋梁建設(shè)的整體需求。

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)相關(guān)概述

鉆孔灌注樁是在公路橋梁基礎(chǔ)工程中鉆孔打樁，使公路橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有較強的穩(wěn)定性。在公路橋梁建設(shè)中，鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，具有樁結(jié)構(gòu)利用率高、對環(huán)境破壞力小的優(yōu)勢，且施工空間大，后續(xù)施工養(yǎng)護較為便利，適用于不同地基的加固建造[1]。

相較于其他施工工藝，鉆孔灌注樁施工技術(shù)實踐中，施工環(huán)節(jié)不需要重復(fù)打孔，可節(jié)約操作成本、推進工程進度，對公路橋梁項目落實進度、成本控制具有很大幫助。

2 公路橋梁項目概況

某公路橋梁工程路線全長23km，設(shè)計行車速度為60～120km/h，橋梁全長1.78km，共設(shè)有3座橋梁，橋面寬度設(shè)計為25m，橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計為混凝土箱梁，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。連續(xù)箱梁的單箱頂板寬為13.5m，頂板厚度為0.3mm，底板寬度為6.82m，厚度0.3m。箱梁從橋梁跨中鋪設(shè)到橋梁主墩中心，跨中梁高2m。1、2、3號橋梁在應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時，灌注樁的實際數(shù)量、樁徑如表1所示。

表1 某公路橋梁鉆孔灌注樁使用情況

3 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)的具體應(yīng)用

上述公路橋梁工程路線范圍的地理環(huán)境較為復(fù)雜，鉆孔施工質(zhì)量風險大，所以在應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時，還應(yīng)明確各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制要點，加強質(zhì)量管理。

3.1 施工準備

第一，正式施工前，整平、清理場地，復(fù)測標高，確認鉆孔灌注樁施工設(shè)計方案，明確所需的機械設(shè)備、工藝參數(shù)。該項目采用2臺大孔徑旋挖鉆機、3臺HLS150混凝土攪拌機、運輸車8輛、裝載機3臺、發(fā)電機和吊機各1臺，使用前分別檢查其使用性能，合格后方可入場使用。另外，鉆孔在應(yīng)用大孔徑旋挖鉆機時應(yīng)配備電腦、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，用電腦控制設(shè)備，以確保施工精度。

第二，針對河流區(qū)域的橋梁樁基工程，施工過程中需提前在樁基位置筑島，為鉆孔灌注樁施工創(chuàng)造條件。根據(jù)該橋梁項目的實際要求，項目中的筑島寬度是在橋梁寬度的基礎(chǔ)上兩側(cè)分別增加5m，筑島邊坡坡度設(shè)計為1∶1.75，筑島高度在河面高度以上的1.5m處。

3.2 護筒埋設(shè)

樁基鉆孔時，需埋設(shè)鋼護筒作為護壁，鋼護筒埋設(shè)方法為人工挖埋，埋深2m，如圖1所示。

圖1 公路橋梁樁基鋼護筒埋設(shè)示意圖

埋設(shè)護筒時，還應(yīng)按照鉆孔灌注樁的實際要求定位，位置偏差不得超過5cm。

其一，根據(jù)護筒外徑，開挖護筒埋設(shè)所需的圓坑，圓坑外徑不小于80～100cm。

其二，填埋厚黏土，分層夯實，定位鉆孔位置。施工人員可基于鉆孔樁施工設(shè)計，在確定鉆孔中心點位后，下放鋼護筒，鋼護筒垂直于鉆孔中心點。

其三，垂直放入鋼護筒后，再次回填黏土，并測量護筒周圍土層的密實度，夯實后預(yù)留出鋼護筒頂端，使其超出地面約0.3m。

其四，護筒上部、中部、下部結(jié)構(gòu)上應(yīng)分別焊接鋼筋，以加固鋼護筒。制備護筒時，其尺寸設(shè)計應(yīng)大于樁徑約0.4m，埋設(shè)護筒時，護筒頂部0.2m處還應(yīng)預(yù)留0.2m×0.4m的溢漿孔。

其五，護筒埋設(shè)結(jié)束后，對比設(shè)計埋設(shè)點位、實際點位，檢測位置偏差，小于5cm即可。

白藜蘆醇（resveratrol）是非黃酮類多酚化合物，化學名(E)-3,5,4′-三羥基二苯乙烯[(E)-3,5,4′- trihydorxystilbene，C14H12O3]，最初被發(fā)現(xiàn)是作為一種植物抗毒素，現(xiàn)被醫(yī)學界廣泛重視[5]。白藜蘆醇具有多重藥理作用，如抗氧化、抗菌、抗炎、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、糖尿病及其并發(fā)癥等[6-19]。在抗菌方面，有研究報道白藜蘆醇對球菌和桿菌屬均有較強的抑制作用[20]，但白藜蘆醇水溶性低，口服吸收差，口服生物利用度不足30%，限制了其在臨床中應(yīng)用[21]。而白藜蘆醇能否通過肺吸入防治細菌性肺炎，及其相關(guān)機制還有待進一步的研究。

其六，護筒埋設(shè)區(qū)域的0.6m范圍分層填埋黏土時，護筒填埋高度應(yīng)大于1m，分層填埋砂石時，護筒埋設(shè)高度應(yīng)大于1.5m。

3.3 鉆孔清孔

由于鉆孔時需要在孔內(nèi)灌注水泥砂漿，所以在鉆孔、開孔時，應(yīng)使孔內(nèi)水位高度大于地下水位1m、低于護筒頂面0.3m，避免后期出現(xiàn)水泥砂漿溢出的情況。鉆孔設(shè)備就位后，將鉆頭對準孔位，鉆頭和鉆桿、護筒的中心點應(yīng)控制在同一直線上。

鉆孔過程中要均勻、緩慢地控制鉆進速度，注意觀察孔內(nèi)情況，發(fā)現(xiàn)問題后及時調(diào)整施工操作，比如補充水、泥漿。鉆進時因特殊情況而停鉆時，還應(yīng)適當提起鉆頭，使其和孔底至少保持5m的距離。鉆到設(shè)計深度后，檢查成孔深度、垂直度、直徑，成孔質(zhì)量合格后開始清孔。在此過程中，相關(guān)人員應(yīng)嚴格控制鉆孔誤差，確保鉆孔質(zhì)量符合公路橋梁施工要求，如表2所示。

表2 鉆孔灌注樁鉆孔允許偏差

3.4 鋼筋籠安裝

鋼筋籠是公路橋梁施工中鉆孔灌注樁的重要結(jié)構(gòu)，其施工設(shè)計參數(shù)、材料質(zhì)量會直接影響鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。

因此，還應(yīng)在充分考慮公路橋梁施工設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，制定施工參數(shù)。該項目中，鋼筋籠焊接使用5D雙面焊技術(shù)，保護層厚度大于76mm，鋼筋主筋間距、箍筋間距的誤差分別控制在±10mm、±20mm以內(nèi)，鋼筋籠長度誤差、鋼筋骨架直徑誤差分別控制在±10mm、±5mm以內(nèi)[3]。

另外，每個4m鋼筋籠籠體外設(shè)有橫向、縱向鋼筋，主筋外設(shè)有保護層，由水泥砂漿制成的混凝土塊組合而成。下放前逐節(jié)確認鋼筋籠各節(jié)點的焊接情況，下放時施工人員注意緩慢下放，避免和鉆孔內(nèi)壁碰撞，受阻時可緩慢旋轉(zhuǎn)籠體，直到鋼筋籠下放到指定位置。鋼筋籠入孔后，應(yīng)基于鋼筋籠、鉆孔的設(shè)計標高，固定鋼筋籠，讓鋼筋籠能夠固定在孔口機架底盤上，孔口同時布設(shè)定位圈筋，在“十字線”中心點上，使鋼筋籠順利下放到要求位置。

3.5 混凝土灌注

鉆孔灌注樁施工技術(shù)中，混凝土灌注是該技術(shù)的核心工序。為保障公路橋梁施工質(zhì)量，還應(yīng)明確各環(huán)節(jié)的施工流程。該項目選用坍落度不超過180～220mm的混凝土作為主要材料，混凝土材料內(nèi)摻入適量的粉煤灰、減水劑，石料選擇直徑在5～25mm的卵石，以控制混凝土漿液中的材料粒徑，預(yù)防卡管現(xiàn)象?；炷涟韬团渲煤髮⑵溥\輸?shù)浆F(xiàn)場，開始實施灌注作業(yè)。

第一，用導管灌注配置好的混凝土漿液，灌注開始后不得隨意間斷，而是持續(xù)、勻速地灌注混凝土。為保障混凝土的灌注量，還應(yīng)提前了解混凝土頂面、護筒頂面間距，以分析導管埋入后的實際深度。該項目混凝土灌注作業(yè)中導管第一次埋深為6～8m。

第二，灌注期間，施工人員需要一邊提升導管一邊灌注混凝土，提升速度和灌注速度保持一致，且保持緩慢、勻速的原則。鉆孔內(nèi)的混凝土灌注到頂端后，可超灌1m，從而保障混凝土灌注樁樁頭的質(zhì)量控制。

第三，混凝土灌注時，現(xiàn)場溫度應(yīng)控制在5℃～30℃之間，溫度低于5℃、高于30℃時，應(yīng)采取保溫措施，或在混凝土內(nèi)摻入適量的緩凝劑，確?；炷猎诠嘧⒆鳂I(yè)中保持在最佳狀態(tài)。

第四，混凝土灌注結(jié)束后開始對成樁進行養(yǎng)護管理，養(yǎng)護周期約為7～14d。養(yǎng)護期后分別檢測各區(qū)域的灌注樁質(zhì)量，合格后開始下一環(huán)節(jié)的施工。橋梁承臺施工前，將超灌樁頭鑿除，之后檢查樁頭區(qū)域，查驗其密實度，確認有無松散情況[4]。

3.6 注意事項

第一，重視孔底沉渣厚度的測定，與實際要求不符時還應(yīng)二次清孔，合格后開始灌注混凝土。第一次清孔作業(yè)時，為使鉆孔底部的沉渣厚度符合要求，施工人員應(yīng)結(jié)合泥漿的性能指標，將其相對密度控制在0.5～1.1，泥漿含砂率不超過3%，泥漿黏度保持在16～20Pa·s。

第二，該項目采用導管法灌注混凝土，為保障灌注樁的成樁質(zhì)量，施工人員應(yīng)結(jié)合灌注導管與孔底距離、埋置深度、泥漿比重等影響因素的關(guān)系，嚴格控制每次灌注量，避免鋼筋籠在混凝土灌注過程中上浮。安裝導管前，還應(yīng)通過“導管水密性試驗”評估出最佳的灌注量，比如，該項目中混凝土的首次灌注量為3m3，導管埋深設(shè)計為2～6m，導管規(guī)格設(shè)計為φ230×2.5mm，導管之間用螺旋絲扣加固連接，以確保導管的剛度。

第三，該項目包含部分水下混凝土灌注作業(yè)，灌注過程中施工人員需要連續(xù)灌注，灌注期間可采用測繩確定實際深度，提升導管時需要逐級拆卸導管，使其埋深符合要求。因特殊情況無法連續(xù)灌注時，可通過“串點導管法”將導管的提升高度控制在30cm，并注意孔口的返漿情況。灌注過程中嚴格控制灌注速度，每根樁灌注時間不得超過8h[5]。

第四，護筒埋設(shè)時，后期會出現(xiàn)脫落情況，所以為避免護筒脫落，還應(yīng)嚴格把控護筒埋設(shè)流程、護筒材料，埋設(shè)過程中持續(xù)檢測護筒穩(wěn)定性。

第五，鉆孔期間，孔壁會面臨坍塌風險，施工人員在埋設(shè)護筒時，需要嚴格控制護筒埋入深度。同時，根據(jù)樁基區(qū)域的地質(zhì)勘查信息，綜合評估施工區(qū)域的靜水壓力，隨后科學設(shè)計鉆孔施工流程，規(guī)范施工，確保鉆孔作業(yè)質(zhì)量，減少坍孔危險因素。

第六，由于公路橋梁施工區(qū)域的地層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，鉆孔時的側(cè)壁斷面會導致鉆孔作業(yè)中出現(xiàn)卡鉆、掉鉆風險。因此，需要鉆孔時，將彈性桿設(shè)置在鄰近鉆筒下方的筒口處，彈性桿長度和護筒長度一致，彈性桿可布設(shè)成柵欄狀作為卡鉆、掉鉆時的阻攔結(jié)構(gòu)，能夠在施工過程中協(xié)助施工人員預(yù)防掉鉆、卡鉆，取出孤石。

除此之外，公路橋梁樁基工程各區(qū)域的地形變化較大時，鉆孔作業(yè)時鉆具會存在滑絲、鋼絲繩拉扯、拉斷的現(xiàn)象，為避免該現(xiàn)象，施工人員應(yīng)在鉆進前勘查周圍土質(zhì)情況，并仔細檢查鉆具，根據(jù)實際情況，制訂鉆孔方案，確認鉆具質(zhì)量無誤后開始鉆孔作業(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁作為促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，維系區(qū)域交通的重要工程項目，需要應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)保障公路橋梁結(jié)構(gòu)的安全性能。但在實際施工過程中，公路橋梁鉆孔灌注樁施工會面臨著孔位偏差、樁基孔塌陷等風險，要求公路橋梁項目建設(shè)期間，施工人員嚴格遵守公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范，加強鉆孔灌注樁施工中的質(zhì)量管理，確保公路橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載能力、持久性符合新時期公路橋梁的建設(shè)要求，促進鉆孔灌注樁施工技術(shù)的推廣應(yīng)用。